铁路信号防雷技术
大准铁路站场通信信号综合防雷技术研究及应用

可 分 为 直 击 雷 、 应 雷 、 导 雷 、 作 过 电压 四种 。 感 传 操
结 合站场 设 备 的分 布 特 点 及 雷 电攻 击 的途 径 类 型 , 大 准 铁路站 场 雷 电防护 存在 以下 特点 。
压 ( 过 电流 ) 最 直 接 的 路 径 尽 快 泄 漏 到 大 地 。 或 以 达
与道 轨 连接 的相 关 铁路 信号 设 备 。 信号 机 、 如 轨 道 电 的 严 重 威 道 将
胁。
到 保 护 设 备 的 目 的 。 电 磁 兼 容 防 护 总 的 原 则 是 利 用 室 内的金属 物 有机 地 构 成 一 个 “ 拉 第笼 ” 进 行 接 法 , 地 连接 。站 场综 合 防雷 设 计 本 着 安 全 可 靠 、 术 先 技 进 、 济合 理 的原 则 , 到 防御 或 减 轻 雷 电灾 害 、 经 达 提 高 防 雷 安 全 度 的 目的 。
从 以 上 分 析 中 可 以 得 出 : 了 提 高 大 准 铁 路 站 为
随着 现 代化 的发 展 , 路 站 内设备 越 来越先 进 。 铁 雷 击 发 生 时 , 击 放 电 诱 发 雷 击 电 磁 脉 冲 过 电 压 和 雷
过 电流 . 站 场 电源 系统 、 信 信号 传输 通 道 、 地 经 通 接 系 统 及 建 筑 物 直 击 雷 防 护 系 统 。 通 过 传 导 、 应 的 感 方式 损坏 站 内通 信 信 号 设 备 及 网 络通 信设 备 , 成 造
损 失 巨大 . 接 威 胁 铁 路 正 常 的 安 全 运 输 生 产 。 直 1 大 准铁路 站 场雷 电 防护 的分析 铁 路 站 场 设 备 遭 受 过 电压 和 过 电 流 攻 击 的 途 径
铁路信号设备的雷害分析及防雷对策

铁路信号设备的雷害分析及防雷对策作者:黄鑫来源:《城市建设理论研究》2013年第22期【摘要】随着科学技术的快速发展,铁路信号设备逐渐向电子化的方向发展。
然而铁路信号设备是否能够在雷雨季节安全使用是非常重要的一个问题。
由于雷击放电诱发电磁脉冲过电压和过电流会经电源系统、信号传输通道等途径损坏信号设备,从而直接影响铁路正常的安全运行。
本文主要对铁路信号设备的雷害进行分析,并且提出了相应的防雷对策,从而提高信号设备使用的安全稳定性。
【关键词】铁路信号设备;雷害分析;防雷对策中图分类号:540.3 文献标识码:A 文章编号:前言在夏季经常会出现雷雨,而雷电很可能会对信号设备产生影响,从而影响铁路正常运行。
为了能够保证铁路信号设备正常运用,这就要求铁路部门要建立一个有效的防雷责任制,与此同时要不断提高防雷工作标准和开展信号设备防雷专项整治,从而可以确保铁路运输的生产安全。
由于铁路信号设备的防雷问题是一个综合性的工作,这就不仅要将计算机技术和防雷设备结合起来,而且要人为的增加防减少雷电对铁路信号设备的袭击。
为了能够保护铁路信号设备,这就要不断加强外部和内部的防护,从而保证信号设备的良好运用。
2、铁路信号设备防雷的分析2.1雷害的分类铁路信号设备主要受到的雷害分为以下几类:第一,直接雷,它主要是指雷电直接侵入设备或与设备相关联的传输线上。
但是直接雷袭击信号设备的机率是非常小的。
第二,感应雷,它主要是指电气设备受到电磁感应作用,能够感应出的雷电压,从而在铁路信号设备中流过感应电流。
在感应雷中又可以分为纵向和横向感应雷两种。
然而感应雷袭击信号设备的机率较高。
2.2雷电侵入铁路信号设备的主要途径雷电侵入铁路信号设备的主要途径主要分为以下几个途径:第一,通过交流电源侵入。
这种侵入方式可以使得雷电冲击波侵入高压电线路,并且随后传至高压变压器,如果此时没有安装避雷器或者防雷器不能发挥自身的作用,这就使得交流电源更加容易侵入低压设备。
浅析铁路信号设备的防雷设计

1 雷电危害影响途径
备。 是保障建筑物有良 第四 好的接地, 降低雷
击建筑物时接地点电位损坏设备。 (2)构成屏蔽接地栅使用导电良好的镀锌 铜条在信号顶面和四周构成屏蔽接地栅(法拉 第笼), 与接地网良好连接由于信号楼内有大t 低压电子逻辑系统、 遥控、 小功率信号电路的 电器设备, 需要加装专门的屏蔽网。根据铁标 有关防雷技术标准, 应在整个屋面组成不大于 规定大小的网格, 所有均压环采用避雷带等电 位连接。 ( 3 ) 实行等电 位连接室内 设备的各类地线、 窗栅、金属管线都要接在地栅上, 实行等电 位连接。这样也可利用信号楼中的金属部件 以及钢筋构成不规则的法拉第笼, 起到一定或 更好的屏蔽作用。 (4)并接过电压保护器件电源线路人口(室 内核心电子机柜的单元电源入口也有必要)并 接过电压保护器件, 抑制电源浪涌电压, 防止 浪涌电压窜入微电子设备造成损坏。弱电设 备的电源雷电侵害主要是通过电源线路侵人。 (5)串接过电流保护器件信号线路入口串 接过电流保护器件, 抑制信号系统浪涌电压产 生的过电流, 防止过电流窜入微电子设备造成
安装方式没有限制, 无电弧外泄, 无须使用大 所有模块都可 为更好的掌握铁路信号设备的防雷设计, 体积的隔离金属箱。无需断电, 取下检测和更换。安装简单, 支持凯文接线, 首先应了 解雷电影响铁路信号设备的途径。 N/ PE 端的隧道式连接, 免除调线的繁琐。容 在雷暴活动区域内, 雷电直接通过建筑物 反应速度快 , 插人损耗小。采用 构架、信号传输线路、钢轨对地放电所产生 通电流大, 即使 的电击现象, 即直接雷击。直击雷害发生概 NPE 模块的防雷器可在电网出现故障时, 流经防 率较低 , 微电子设备抗直击雷能力也很低。 在地阻值高或地线连接不良的情况下, 防雷器与电 除去直击雷危害外, 一般为感应雷击危害。 雷器的电流可使前级保险丝脱逃, 网隔离, 防止防雷器损坏。 当雷电直击在装置有信号设备的建筑物或击 在装置有信号设备的场所附近的构筑物、地 2 . 3 对铁路站场雷电防护的分析 铁路站场设备遭受过电压和过电流攻击 面突出物或大地时, 雷电电磁脉冲将在信号系 的途径可分为直击雷、感应雷、传导雷、操 统内产生过电压和过电流, 这是雷电对铁路信 作过电压 4 种。结合站场设备的分布特点及 号设备主要的影响途径。感应雷是雷电在雷 雷电攻击的途径类型, 铁路站场雷电防护存在 云之间或雷云对地放电时. 在附近的户外传输 以下特点: 信号线路( 如信号电缆线) 、埋地电力线、设 (1)铁路站场占 地面积较大, 站场主要设备 备间连接产生电磁感应并侵入设备, 使串联在 线路或终端的电子设备遭到损害。雷电冲击 (如数字微波通信、 车站数字通信分系统、站 无线列调通信、 平面调车通信、 信 波向信号设备供电的电源系统侵入, 侵入高压 场广播机、 通信楼。 信 线传至高压变压器, 若该变压器未装避雷器或 号微机联锁等设备)集中在信号楼、 避雷器失效, 雷电波幅值又较大, 就会击穿变 号楼、通信楼的避雷针应能满足对整个信号 压器初级、次级绕组间绝缘。这样数百千伏 楼、 通信楼区域的保护, 有效防止直击雷的袭 的雷电压就会直接侵入 交流低压电源, 严重破 击。 (2)铁路道轨是接受直击雷和传导雷感应 坏低压侧的信号设备。向信号设备的轨道电 路侵人, 轨道电路用钢轨作为传输线 , 它一般 雷的良好导体。与道轨连接的相关铁路信号 如信号机、轨道电路箱、道岔电动转辙 高出地面, 有的铁路旁有高山、树木, 有的是 设备, 将受到雷击的严重威胁。 大桥, 也容易遭雷击。雷电浪涌是近年来由 机等, (3)信号楼微机联锁及通信机房、通讯楼 于微电子设备(如计算机联锁设备)的不断应用 而引起人们极大重视的一种雷电危害形式, 同 通讯机房等重要区域的户外线路可能遭受到 线路中的大电流串入各机房内部, 时其防护方式也不断完善。最常见的电子设 直击雷后, 从而引起对内部设备的损坏。当雷雨云之间、 备危害不是由于直接雷击引起的, 而是由于雷 击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪 雷雨云对大地之间放电时雷闪电流的高频电 磁场对暴露在空间或室内的电源线、信号线、 涌 引起 的 。 数据线上产生远远超过设备抗电强度的感应 雷击过电压, 使设备损坏。 2 防雷设计分析 ( 4 ) 雷电防护的原则是 “ 等电位” 。由于 2. 1 直击雷防 一避雷 护 针 其冲击接地电阻不均 对于直击雷防护一般采用避雷针防护。 机房存在多类接地系统, 在雷击发生时, 雷电流引起地电位差, 造成 普通避雷针, 通常为一根铁棒, 将端部磨尖, 通 衡, 地电 , 和设备遭受损害。 过接地引下线将地电位(通常认为零电位)引至 “ 位反击”使人员 (5)操作过电压引 起的危害, 如储藏设备的 针尖, 利用针尖的高度(比被保护物高出许多), 输电线路的短路、 周围大容量设备运行 比被保护物优先产生上行先导, 与雷云的下行 开关、 先导相遇, 从而达到引雷入地的效果, 保护其 时产生的工业干扰或操作过电压在电源线上 它建筑物免受雷击的侵害。预放电型避雷针 会产生5000- 6000V, 3kA 的浪涌过电压及浪 涌电流, 它们的窜入也会对信号楼、通信楼内 利用 T雷云产生的空间电场强度 , 预先使周围 的空气电离, 空气离子在空间电场的作用下加 的设备产生很大的破坏。 速接近雷云, 从而使迎面先导提前与雷云的下 2 . 4 铁路信号雷电防护一般手段 ( 1)埋设网状接地围绕信号楼埋设网状接 行先导相遇, 使得引雷的可靠性和半径提高, 地, 对地电阻必须小于 1 。。这是对设备的外 增强了保护性能。 部防护, 首选是将主要的雷电流引入大地 。 其 2. 2 雷击电 磁脉冲防护一防雷器 应用新型高能量密度的石墨电极材料。 次是在将雷电流引入大地的时候尽量将雷电 避免造成过电压危害设备。 第三是建 采用多电极堆, 保证可控制的能量分配, 并联 流分流, 避免由于电位差危害设 电容控制对模块达到低残压水乎。密封设计, 筑物各点的电位均衡,
铁路通信设备的防雷

重 力 作 用 下 下 降 , 滴 与 速 度 较 大 的上 升 气 流 摩 擦 , 水 分 裂 成 带 不 同 电 荷 的 大 小 不 一 的 水 滴 。 上 升 气 流 的 “ 选 ” 用 致使 云 的上部 充满 了带正 电 的小 冰晶 , 分 作 而下 降速度 较大 的冰 雹把 负 电带到 了云 的下部 , 持 续 的 对 流运 动 , 电 荷 越 聚 越 多 , 形 成 了具 有 很 强 使 便 电 场 的 雷 暴 云 。 中 的 电荷 分 离 后 使 云 与 云 之 间 、 云 云 与 地 面 之 间 、 的不 同 部 位 之 间 的 电位 梯 度 加 大 了 。 云
接 地 电 阻 大则 耐 雷 水 平 低 , 易 遭 受 雷 击 , 坏 容 损 通 信 设 备 。所 以 大 楼 及 通 信 站 的接 地 装 置 的 电 阻 值 必 须 引 起 重 视 , 年必 须 在 雷 雨 季 节 前 测 量 一 次 。 每 接 地 电 阻 值 要 在 标 准 范 围 内 , 般 地 区 小 于 52, 土 一 1 高
De .2 08 c 0
铁 路 通 信 设 备 的 防 雷
刘 可
( 神华 准 格 尔 能 源有 限 公 司 大 准铁 路 通 信段 , 蒙古 准 格 尔 旗 内 000) 1 3 0
摘 要 : 述 了 雷 击 的 形 式 与 特 性 以 及 雷 电 对 通 信 设 备 的 危 害 , 出 了 铁 路 通 信 设 备 的 防 雷 与 接 地 简 提 措 施 , 进 一 步 对 防护 的 方 法 进 行 了论 述 。 并 关 键 词 : 信 设 备 ; 电 危 害 ; 护 ; 地 通 雷 防 接 中图分 类号 : 25 8 U 8. 文献标识码 : A
3 1 通 信 站 的 接 地 电 阻 越 小 , 电 压 值 越 低 , 雷 . 过 耐 水 平 越 高
浅析铁路信号全电子计算机联锁系统防雷设计与施工

浅析铁路信号全电子计算机联锁系统防雷设计与施工摘要:随着计算机互联网技术的迅速发展,其相关技术应用在铁路信号方面得到了飞速发展。
伴随着相关技术和互联网+技术的融合和进步,电子信息技术和微电子技术也广泛应用于铁路信号设备中。
但是,电子设备的抗雷击能力弱的特点也日逾暴露出来,给铁路设备使用安全带来了安全隐患,在日常工作中还是会产生了一些问题。
比如铁路运行过程中出现追尾事故,究其原因主要还是因不可抗力因素“雷电作用”导致。
因此防雷设施在铁路信号设备建设中得到了充分的重视,技术也越来越日臻完善,要高质量完成铁路设备的防雷施工,是保障铁路信号设备的安全性和稳定性重要措施。
关键词:铁路信号;全电子计算机联锁系统;防雷1.现代铁路信号设备防雷概述分析依据沿海汛期雷雨季节易发影响铁路运输安全等严峻形式,切实做好防雷工作主要职责,铁路信号防雷施工作业中,会遇到各式各样的主客观问题。
对于现代铁路信号防雷施工作业产生不小难度,具体分析如下:1、雷电产生成因分析:根据雷电产生的客观原因,将雷击进入铁路信号、电力设备的方式不同,侵入设备的雷电可划分为直击雷和感应雷。
“直击雷”顾名思义是指铁路信号设备或终端设备等被雷直接击中。
“感应雷”是由铁路信号设备附近遭遇雷击时强大电磁作用所引发的。
雷击电能是在空中传播,瞬间产生的过电流或过电压浸入信号设备或电线,相关设备被加载超过额定值的电压,此雷电动态范围较广,防范相对困难。
2、雷电侵袭途径分析:基于铁路信号设备工作原理及环境不尽相同,导致设备受到雷电袭击的方式和结果不尽相同。
铁路技术人员及施工人员为了保证铁路信号设备的正常运转,必须全面掌握雷电袭击设备的时间节点以及相关途径,才可以通过科学方式有效避免雷电事故发生。
以下为主要途径:①由于轨道电路主要依托钢轨作为传输方式,一般会高出水平面,容易遭受雷击。
②由于雷电袭击侵入到高压电线并传导至高压变速器,如果装置避雷针失效,容易侵入低压设备。
铁路防雷接地施工方案

铁路防雷接地施工方案1. 引言在铁路的建设和运营过程中,由于不可预见的自然灾害,特别是雷击灾害对线路设备和震荡电流对人身安全都存在威胁。
为了保障铁路的安全运行,防雷接地施工是必不可少的环节。
本文档将介绍铁路防雷接地施工方案。
2. 防雷接地施工原则防雷接地施工的主要原则如下:1.接地电阻应满足设计要求,一般不应大于10欧姆。
2.接地装置应有良好的导电性能和防腐蚀性能,确保长期稳定地接地。
3.接地设备应与铁路信号设备、电气设备等相互独立,以避免干扰。
4.接地设备应满足国家和地方规定的相关法规和标准。
3. 防雷接地施工步骤3.1 施工前准备施工前的准备工作是确保施工顺利进行的重要环节。
1.确定施工现场:根据设计要求选择合适的地点进行施工,避免影响铁路正常运行。
2.检查材料准备:确保所需的接地材料齐全,包括接地电极、接地导线等。
3.安全措施:施工现场应设置警示标志,保证施工人员的安全。
3.2 防雷接地电极的安装防雷接地电极是将雷击电流引入地下的设备,其安装应按照以下步骤进行:1.基坑开挖:按照设计要求开挖防雷接地基坑,基坑应具有足够的深度和面积。
2.基坑处理:清理基坑内的杂物,并确保基坑底部平整。
3.安装接地电极:将接地电极垂直地安装在基坑底部,电极应紧密贴合基坑壁。
根据设计要求,可以采用钢铁接地电极或铜接地电极。
4.填充接地材料:将接地电极周围的基坑填充接地材料,确保接地电极与土壤之间的接触良好。
3.3 防雷接地导线的敷设防雷接地导线的敷设是将接地电极与铁路设备连接起来,其敷设应按照以下步骤进行:1.导线准备:根据设计要求,选择合适规格的导线,并按长度要求进行切割。
2.导线敷设:将导线连接到接地电极和铁路设备上,避免导线产生过长或过短的问题。
导线敷设应走直线,不得交叉或弯曲。
3.导线固定:导线敷设完毕后,应进行固定,防止其松动或受外界干扰。
3.4 接地设备的检测接地设备的检测是为了确认施工结果符合设计要求,其检测包括以下内容:1.接地电阻测量:使用接地电阻测试仪器对接地电极的电阻进行测量。
铁路防雷接地技术研究

关键词 : 铁路 防雷 ; 防雷接地技术 中图分类号 : T M8 6 2 文献标 识码 : B 文章编号 : 1 0 0 4 — 7 3 4 4 ( 2 0 1 3 ) 1 6 — 0 1 0 0 — 0 2 要保证各 级防雷设备顺序 工作 , 一般情 况下 , 各级 防雷元件 不宜直 接并联 , 避免动作 电压低 、 时间快 的防雷元 件先动作 , 使其他元件不起作 用。 所 以各级 间应有延迟措施, 使防雷元件 逐级启动 。 通常前级或前几 级 防雷元 件采用通流容 量大、 启动快 的元件, 使大部 分雷 电能 由防成榕 , 沈海滨. 架空配电线路雷 电感应过 电压计 算研 衰减也会越大 。 此外 , 对不 同大地导线率情况对 感应 电压进行统计分析 , 『 中国电机工程学报, 2 0 1 2( 3 1 ) . 可 以看 出, 随着大地 导线率的不断增加 , 线路雷击 的闪络率 以及故障率 究 . 会不断 的降低 , 雷击 引起 的线路感应过 电压就 不断的减小, 一般情况下 , ] 余 占清, 曾 嵘, 王绍安 , 陆 国俊, 熊 俊, 刘 宇. 配电线路雷电感应 过电压 不 同大地电导率情况对 于感应过 电压 的影响不大 , 但 是, 基本 上每次 的 仿真计算分析叨. 高电压技术 , 2 0 1 3 ( O 2 ) . 雷击都会 出现线路绝缘闪络的情况 。 f 5 ] 王 铁街 . 低压 架 空线路 雷 电感应 过 电压 计算 『 J 1 . 武汉大 学 学报 ( 工 学
铁 路 防雷接地 技术研 究
刘 晓 萍
( 中铁二院工程集团有限责任公司 成都 6 1 0 0 3 1 ) 摘 要: 随着铁 路信 息化建设 的不 断发展 , 铁路通 信网成为保 障行 车安全 、 提高运 输效率 的重 要工具 。由于铁路的 自身特 点, 决定
电气化铁路接触网防雷技术的探讨

电气化铁路接触网防雷技术的探讨一、电气化铁路接触网防雷特点及类型1、特点接触网防雷性能的优劣主要由耐雷水平及雷击跳闸率来衡量。
雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值称之为耐雷水平;每百公里每年由雷击引起的跳闸次数称之为雷击跳闸率。
线路的耐雷水平越高,线路绝缘发生闪络的机会就越小。
电气化铁路牵引系统的绝缘、过电压保护和绝缘配合直接关系到接触网的防雷性能。
接触网是一种特殊形式的输电线路,其防雷有它的特殊性:接触网无避雷线,不能有效防止直击雷。
接触网系统中的架空地线和架空回流线虽然有一定的防雷作用,但因其架设高度没有达到有效防止直击雷的高度,仅能起到部分防雷作用;电气化铁道中成排的接触网支柱是利用回流线作闪络保护地线的集中接地,支柱基础上的螺栓可起到一定的接地作用,但普遍接地电阻较大。
2、类型接触网系统常见的雷害类型主要有直击雷过电压和感应雷过电压两种。
其中直击雷过电压主要是雷电击中导线和支柱产生的过电压。
而感应雷过电压指的是雷击接触网地面后产生的过电压。
当雷电击中附加导线和接触网支柱时,会导致雷击点阻抗的电位提升。
当导线和雷击点之间的电位差超出绝缘子冲击放电电压时,导线会产生闪络与电压。
由于附加导线和支柱的电位会大于导线电位。
当雷电击中接触线会导致电压过大,这两种情况分别称为雷电绕击和雷电直击。
二、电气化铁路接触网遭受雷击的危害我国地理面积广阔,不同地区气象条件差异很大,依据雷电日的不同,分为少雷区、多雷区、高雷区、强雷区和超强雷区。
从目前开通的电气化铁路运行情况看,对于雷击接触网线路,概括起来可以划分为三种情况:雷击接触网附近的地面,在接触网上引起感应过电压;雷击支柱,在支柱上产生冲击电压,同时在接触网上引起感应过电压;雷直击于接触网,在接触网上产生行波过电压。
根据统计数据分析,部分线路雷击事故比较频繁。
具体危害表现为:雷电造成接触网绝缘子闪络,引起牵引变电所跳闸;铁路隧道中,常出现雷电击穿水泥壁;接触网支柱被雷击损坏等。
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浅谈铁路信号防雷技术摘要:随着我国铁路行业的飞速发展,铁路信号系统也逐步向着科学化、技术化、信息化、安全化的方向发展。
雷电严重威胁着铁路信号系统设备的正常运行,严重的还会造成巨大的安全事故和经济损失,如何加强铁路信号设备的防雷能力成为当前铁路部门亟待解决的重大问题。
本文就雷电对铁路信号造成的危害,雷电入侵铁路信号设备的途径进行分析,并提出铁道信号设备防雷原则和信号设备防雷的技术措施,以确保铁路信号系统的正常运行。
关键词:铁路信号;雷电;防雷技术.abstract: with the rapid development of china railway industry, railway signal system also gradually towards scientific and technology, informationization, secure the direction of development. lightning poses a serious threat to railway signal system the normal operation of the equipment, serious still can cause great safety accidents and economic loss, how to strengthen the railway signal equipment lightning protection ability become the railway departments to solve the significant problems. in this paper the thunder and lightning damage to railway signal, lightning invasion of railway signal equipment way to carry on the analysis, and put forward the railway signal equipment lightning protection principles and signal equipment lightning protectiontechnology measures to ensure the normal operation of the railway signal system.keywords: railway signal; lightning; lightning protection technology.中图分类号:u284文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2013)前言铁路通信是利用有线通信、无线通信、光纤通信等技术和设备,传输和交换处理铁路运输生产和建设过程中的各种信息。
雷电是造成铁路通信系统破坏的一种灾害形式,影响较大。
目前为了保证行车安全,加强信号设备管理,检测信号设备的运用质量和更好的进行科学的故障分析,所以大量的防雷新技术、新设备在铁路信号系统尤其是区间信号系统中得到广泛的应用,使铁路信号安全得以保障。
一、雷击对铁路信号造成的危害(一)直击雷直击雷是雷击危害最主要的一种形式,由于直击雷是带电的云层对大地上的某一点发生猛烈的放电现象,所以它的破坏力十分巨大,若不能迅速将其泻放入大地,将导致放电通道内交通信号灯控制系统摧毁,影响铁路交通安全。
(二)雷电波侵入雷电不直接放电在交通灯和设备本身,而是对布放在外部的线缆放电。
线缆上的雷电波或过电压几乎以光速沿着电缆线路扩散,侵入并危及室内电子设备和自动化控制等各个系统。
因此,往往在听到雷声之前,我们的电子设备、控制系统等可能已经损坏。
(三)感应过电压雷击在设备设施或线路的附近发生,或闪电不直接对地放电,只在云层与云层之间发生放电现象。
闪电释放电荷,并在电源和数据传输线路及金属管道金属支架上感应生成过电压。
雷击放电于具有避雷设施的建筑物时,雷电波沿着建筑物顶部接闪器,避雷带、避雷线、避雷网或避雷针、引下线泄放到大地的过程中,会在引下线周围形成强大的瞬变磁场,轻则造成电子设备受到干扰,数据丢失,产生误动作或暂时瘫痪,严重时可引起元器件击穿及电路板烧毁,使整个系统陷于瘫痪。
二、雷电侵入信号设备的主要途径(一)由交流电源侵入雷电冲击波侵入高压电线路传至高压变压器,若未装设避雷器或其失效,容易侵入低压设备。
(二)轨道电路轨道电路用钢轨作为传输线,它一般高出地面,容易遭雷击。
(三)由电缆侵入铁路信号的室内、室外设备通过电缆连接起来,雷电从电缆侵入,并传输至室内设备。
三、铁道信号设备防雷原则铁道信号设备防雷应从单纯一维防护转为三维防护,包括:防直击雷,防感应雷电波侵入,防雷电电磁感应。
防地电位反击以及操作瞬问过电压影响等多方面作系统综合考虑。
多级分级(类)保护原则:即根据电气、微电子没备的不同功能及不同受保护程序和所属保护层确定保护要点作分类保护;根据雷电和操作瞬问过电压危害的可能通道从电源线到数据通信线路都应做多级层保护。
按照防护范围可将弱电设备的防雷措施分为两类,外部防护和内部防护。
外部防护是指对安装弱电设备的建筑物本体的安全防护,可采用避雷针、分流、屏蔽网、均衡电位、接地等措施,这种防护措施人们比较重视、比较常见.相对来说比较完善。
内部防护是指在建筑物内部弱电设备对过电压(雷电或电源系统内部过电压)的防护,其措施有:等电位联结、屏蔽、保护隔离、合理线和设置过电压保护器等措施.这种措施相对来说是比较新的办法,也不够完善,针对弱电没备防雷的特性机理,对雷电浪涌及地电位差的防护进行探讨。
从emc(电磁兼容)的观点来看.防雷保护由外到内应划分为多级保护区。
最外层为0级,是直接雷击区域,危险性最高,主要是由外部(建筑)防雷系统保护,越往里则危险程度越低。
保护区的界面划分主要通过防雷系统、钢筋混凝土及金属管道等构成的屏蔽层而形成,从0级保护区到最内层保护区,必须实行分层多级保护,从而将过电压降到没备能承受的水平。
一般而言,雷电流经传统避雷装置后约有50%是直接泄入大地,还有50%将平均流入各电气通道(如电源线,信号线和金属管道等)。
简而言之可归纳为以下三条:(1)利用人工引雷装置直接将雷电流引入地,防止直击雷损坏建筑或没备;(2)阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压波(内部保护及过电压保护);(3)限制被保护设备上浪涌过压幅值(过电压保护)。
四、铁路信号防雷的主要技术措施(一)搭接搭接或称为均衡连接、等电位连接。
就是把各种金属物用粗的铜导线焊接起来,或把它们直接焊接起来,以保证各个分系统的电位相等。
完善的等电位连接可消除因“地电位骤然升高”而产生的反击现象。
等电位概念是雷电防护最重要的理论基础。
(二)传导这是防范“直接雷击”的措施。
传导的作用是把闪电的巨大能量引导到大地耗散掉,不使它对防雷保护的对象产生破坏作用。
但是,引导闪电入地的导流线有巨大的作用,会产生感应电磁场,也可能损坏设备。
所以,它必须与其它防雷措施联合起来,才能使被保护设备处于安全状态。
(三)分流其做法是凡从室外来的导线(包括电力电源线、电话线、信号线或者这类电缆的金属外套等)都要并联(串联)一种避雷器接至地线,不仅是在入户处、在每个需要防雷保护的仪器入机壳处都要安装,它的作用是把循导线传入的过电压波通过避雷器瞬态分流入地,这也是普遍意义的“防雷”。
针对不同的局(站)需要考虑进行不同的“拦截方式”。
(四)接地它是搭接、传导、分流、屏蔽等防雷措施的基础,接地的妥当与否,直接影响到防护的效果,是防雷工程的难点和重点。
(五)屏蔽就是用金属网、箔、壳、管等导体把需要保护的对象包围起来,就是把闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道阻隔起来,这需要考虑实际情况和依据经济原则来选择,确定屏蔽材料的厚度,各种屏蔽都必须有效的接地。
五、铁路信号防雷技术措施控制要点(一)信号设备接地1、地线的设置(1)控制台、电源屏、组合架(柜)等带电机具的机架机壳,电流互感器次极绕组和铁心等应设置安全地线。
以防止因绝缘破损等带电影响人身安全。
(2)防雷装置要求安装地线泄放雷电流的处所。
(3)距接触网5m范围内的金属结构物,装设地线。
(4)电力牵引区段的电缆金属护套设屏蔽地线,以消除感应电压影响。
2、对接地装置的一般要求(1)信号设备的各种地线不得与电力、房屋建筑和通信地线合用。
(2)信号地线的合用。
同一地点相同性质的地线才可以合用。
(3)接地装置的接地电阻电阻值越小越好,,合用时必须小于1。
3、接地体和接地引线(1)接地体接地体材质:常用镀锌钢材和铜板材质。
最好采用铜板材料。
接地体的埋设:垂直埋设0.5m---3m;水平延伸1m—15m;两者综合;接地体距离设备或建筑物应大于1500m。
(2)接地体的引接线长度越短越好,电阻越小越好,有利于雷电流的扩散4、降低接地电阻的措施(1)增加钢管、角铁数量,埋设多根接地体(2)添加化学将阻剂(二)电源线路防雷电源防雷系统主要是为了防止雷电波通过电源线路而对计算机及相关设备造成危害。
为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压过大,或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备,以及防止线缆遭受二次感应,依照gb50057-94《建筑物防雷设计规范》(2000年版)和gb50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》,应采取分级保护、逐级泄流原则。
一是在大楼电源的总进线处安装放电电流较大的首级电源避雷器,二是在重要楼层或重要设备电源的进线处加装次级或末级电源避雷器。
为了确保遭受雷击时,高电压首先经过首级电源避雷器,然后再经过次级或末级电源避雷器,首级电源避雷器和次级电源避雷器之间的距离要大于5米,如果两者间距不够,可采用带线圈的防雷箱,这样可以避免次级或末级级电源避雷器首先遭受雷击而损坏。
结束语目前,我国的铁路信号设备已大部分更换成依托计算机信息技术的现代化微电子产品,极大的提高了信号系统运行的安全性和可靠性。
然而雷电对于铁路信号的破坏仍然存在,因此铁道信号设备防雷应从单纯一维防护转为三维防护,利用搭接、传导、分流、接地、屏蔽等技术措施,实现铁路信号的正常运作,保证铁路行车安全。
参考文献[1]铁路信号设计规范(tb10007-2006)[2]铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件(tb/t3074-2003)[3]铁路信号施工规范(tb-10206-99)[4]铁路电子设备用防雷保安器(tb/t2311-2002)[5]郭建新主编.安全技术与管理[m].北京:中国石化出版社,2008.4 .[6]王祥,郑发正.石油库防雷技术及案例剖析[m]. 北京:中国石化出版社, 2007.6.。